Глубина заложения для разных типов фундамента

Глубина заложения для разных типов фундамента требует особого внимания. Именно она, являясь важнейшим параметром, во многом определяет надежность, устойчивость и долговечность всего сооружения.

Описание ленточного фундамента под дом

Ленточный фундамент является универсальным. Такой тип фундамента подойдет для домов с любой конструкцией стен. В поперечном сечении ленточный фундамент дома образует прямоугольник, расположенный вертикально. Верхняя часть этого прямоугольника должна учитывать уклон строительного участка и выступать своим обрезом примерно на 100 мм над плоскостью прилегающей грунтовой поверхности. К тому же верхний обрез фундамента, в зависимости от конструкции стен дома, может быть шире толщины стены.

При строительстве жилого дома в 1-3 этажа поперечные размеры ленточного фундамента обычно сильно не отличаются. Это можно объяснить тем, что нагрузки от дома на грунт, незначительны, в то время как площадь опорной подошвы фундамента всегда будет больше необходимой по расчету примерно в 2-3 раза.

Так, в зависимости от материала, используемого в создании ленточного фундамента, средняя ширина для бутовых фундаментов 600 мм; для бетонных или железобетонных и бутобетонных 400-600 мм; для фундаментов, изготовленных из кирпича — это 500-550 мм. Такая ширина основания ленточного фундамента обеспечивает перевязку вертикальных швов камней и удобна в работе, уменьшая лишние трудозатраты.

Если грунт на участке строительства слабый или неоднородный, то вероятнее всего, давление дома своим весом на такой грунт будет превышать нормативное (для средней полосы России это 1-1,5 кг/см²). В таком случае необходимо увеличить ширину подошвы фундамента. Сделать это можно созданием уступов по высоте фундамента через каждые 300-600 мм. Кроме того, можно в нижней части фундамента создать «подушку», подложив железобетонную плиту или утрамбовать крупный просеянный песок, с песчинками размером 1-2 мм, слоем толщиной 200-300 мм.

Параметры, влияющие на глубину заложения фундамента

Параметры, определяющие величину глубины заложения фундамента определяются в уже упомянутом выше стандарте СНиП –83. Перечислим основные характеристики, от которых зависит глубина нижней линии фундамента.

  • Во-первых, это вам проект дома, его вес. Вес строения суммируется не только из массы строительных материалов, но и из полезной нагрузки (например, оборудование и инфраструктура) и из временных нагрузок, которые могут вызываться различными климатическими или сезонными условиями. Эта сумма определит площадь основания фундамента и его необходимую прочность.
  • Во-вторых, на процесс строительства существенно влияет глубина промерзания грунта и уровень, на который могут подниматься грунтовые воды на вашем участке. И та и другая величина изменяются в течении года и могут изменяться от года к коду.
  • Особое внимание оказывается, если новый фундамент служит для создания пристройки к дому. В этом случае его параметры выбираются в том числе и исходя из характеристик соседнего строения.
  • Также характеристики фундамента зависят от рельефа участка местности, на котором расположена ваша строительная площадка.

Карта для определения глубины промерзания грунта

Влияние глубины промерзания грунта

Глубина промерзания грунта в значительной степени зависит от его вида. Чем сильнее почва насыщена водой, тем большему промерзанию и морозному пучению она подвержена. Свойство воды расширяться после замерзания губительно воздействует на основание сооружения, контактирующее с почвой, которая перенасыщена водой. Для предотвращения разрывов и трещин в основании сооружения фундамент необходимо заглублять ниже уровня промерзания почвы.

Расчет глубины промерзания почвы:

h=√М*k, где М – среднемесячная температура зимних месяцев (учитываются месяца, в которые температура отрицательна), k – коэффициент для определенного типа почвы.

Коэффициент, используемый для расчета в зависимости от типа грунта:

  • Крупнообломочный – 0,34;
  • Песчаный (крупный и средний) – 0,3;
  • Песчаный (мелкий и пылеватый), супесь – 0,28;
  • Глинистый и суглинки – 0,23.

Расчет высоты

По СНиПам фундамент должен выступать над землей не менее 20 см, однако, на практике, при учитывании главного параметра – глубины промерзания почвы, эта величина увеличивается до 30-35 см.

Чем глубже уровень промерзания, тем больше должна быть высота фундамента. При промерзании до 3 м, высота фундамента может доходить до 1м.

Расчет высоты

Для двухэтажного здания выбор высоты выступа фундамента над землей совершенно не важен, этажность никоим образом не влияет на устойчивость или прочность здания. При постройке руководствуются удобством сооружения входа в здание.

Читайте также:  Монолитный фундамент для дома пошаговая инструкция

По нормам, при входе должно быть не меньше 3-х ступеней, а это возможно при оптимальном значении 35-40 см. Такой выступ выполняет еще одну функцию – защищает конструкции от постоянного воздействия грунтовых и атмосферных осадков. Также для того, чтобы вода не оказывала разрушительного действия на основание дома по окончании строительства желательно сделать отмостку вокруг здания.

Минимальным значением считается высота над землей – 35-40 см, но если фундамент будет выше этих значений, то это допустимо. Единственное условие – высота выступа не должна превышать ширину фундамента.

Подведем итог: фундамент – главная часть сооружения, от которого зависит долговечность здания. Поэтому подходить к его сооружению надо ответственно, точно производя расчеты и придерживаясь существующих норм и правил в строительстве.

Расчет высоты

Только в этом случае возводимое здание будет надежным, долго прослужит и станет надежным прибежищем.

Как правильно рассчитать размеры фундаменты Вы можете узнать, посмотрев следующее видео:

Расчёт ширины опорной части фундамента

Так как грунт сильнопучинистый, без устройства уплотнённой песчаной противопучинной подушки не обойтись. Необходимо определить расчётное сопротивление (R) песчаной подушки.

Для этого воспользуемся данными таблицы 5 (Приложение З, СНиП — 83*, Основания зданий и сооружений}.

Согласно им при степени влажности грунта Sr ≥ 0,8 Ro = 2,0 кгс/см2 (с запасом надёжности).

Значение Ro относится к фундаментам с шириной опорной части = 1,0 м и глубиной их заложения do = 2,0 м. Для определения расчётного сопротивления грунта на глубине заложения фундаментов 0,5 м воспользуемся формулой (1) того же Приложения СНиПа:

R = Ro (1+k(b-bo)/bo) x (dф+do)/2do     (1),

В формулу входит ширина подошвы фундамента, которая пока не известна. Поэтому расчёт произведём при предварительной величине b = 0,5 м. Коэффициент к для песков равен 0,125. Подставляем значения и получаем:

R=2,0 x (1+0,125 х (0,5-1,0) / 1,0) x (0,5+2) / 2х2=1,17 кгс / см2.

Необходимую ширину опорной части ленточного фундамента найдём из выражения:

b = Qд / R = 2,5/11,7 = 0,21 м.

Так как ширина цоколя равна 0,3 м, ширина опорной части фундамента не может быть меньше. Принимаем b = 0,3 м.

Уточняем расчётное сопротивление песчаной подушки при b = 0,3 м:

R = 2,0 x (1 +0,125 х (0,3-1,0) / 1,0) х 2,5 / 4=1,14 кгс / см2.

Уточняем величину b:

b = 2,5 / 11,4 = 0,22м

Оставляем величину b = 0,3 м.

Пучинистый грунт под песчаной подушкой весной при оттаивании какое-то время находится в распученном состоянии с физико-механическими характеристиками, ухудшенными по сравнению с теми, которые были получены при выполнении инженерно-геологических изысканий. Осадки рассчитываемого фундамента останутся в пределах допустимых величин, если давление на распученный грунт не будет превышать его расчётного сопротивления. Поэтому необходимо определить расчётное сопротивление распученного грунта.

Так как толщина противопучинной подушки на этой стадии расчётов пока не известна, расчётное сопротивление распученного грунта в запас надёжности определяем в уровне подошвы фундамента — 0,5 м.

Коэффициент пористости грунта в распученном состоянии определяем по формуле:

ер = е+f(1+е)(1- dф / df )      (2).

Подставляем значения и получаем:

ер = 0,7 + 0,12(1 +0,7)(1 — 0,5/1,6) = 0,84.

Расчётное значение Ro для распученного суглинка определяем по таблице 3 того же Приложения СНиПа (при е = 0,84 и JL= 1,0}. По интерполяции получаем: Ro= 1,5 кгс/см2.

Так как полученное сопротивление относится к ширине опорной части 1,0 м и заглублению 2,0 м, то пересчитываем по формуле (1) для b = 0,3 м и dф = 0,5 м. Коэффициент k для суглинков равен 0,05.

R = 1,5х[1 + 0,05х(0,3 -1,0)/1,0]х2,5/4 = 0,9 кгс/см2.

Из этого следует, что расчётное сопротивление распученного суглинка меньше расчётного сопротивления песчаной подушки. Поэтому ширину ленточного фундамента определяем по расчётному сопротивлению распученного суглинка.

Получаем:

b=2,5/9,0 = 0,28м.

Оставляем ширину подошвы фундамента без изменения — 0,3 м.

Заключение

Расчёт ленточного фундамента выполняется согласно действующим строительным нормам и правилам, в первую очередь СП Точный расчёт фундамента по несущей способности и его осадки невозможен без отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Приближенным образом требуемая ширина ленточного фундамента может быть определена на основании усредненных показателей несущей способности тех или иных видов грунтов, приведенных в СП Расчёт осадки обычно не показателен для простых, однородных геологических условий в рамках «частного» строительства (легких строений малой этажности).

Принятие решения о самостоятельном, приближенном, неквалифицированном расчёте ширины подошвы ленточного фундамента владельцем будущего строения неоспоримым образом возлагает всю возможную ответственность на него же.

Целесообразность применения он-лайн калькуляторов вызывает обоснованные сомнения. Правильный результат можно получить, используя методики расчёта, приведенные в нормах и справочной литературе. Готовые калькуляторы лучше применять для подсчета требуемого количества материалов, а не для определения ширины подошвы фундамента.

Точный расчет ленточного фундамент не так уж прост и требует наличия данных по грунтам, на которые он опирается, в виде отчета по инженерно-геологическим изысканиям. Заказ и оплата изысканий, а также кропотливый расчет окупятся сторицей правильно рассчитанным фундаментом, на который не будут потрачены лишние деньги, но который выдержит соответствующие нагрузки и не приведет к развитию недопустимых деформаций здания.

Читайте также:  Как выполнить пол на ленточном фундаменте с засыпкой

Определение величины заглубления

При строительстве дома возникает вопрос: как определить глубину заложения? Для заглубленного фундамента существует следующее правило: она должна быть на 20-30 см больше глубины промерзания и на 50-60 см меньше глубины расположения подземных вод. На выбор величины параметра мало влияют конструкционные и эксплуатационные нагрузки.

По экономическим соображениям считается, что ленточный фундамент целесообразно возводить с глубиной заложения до 2,5 м. При больших значениях лучше использовать столбчатый или свайный тип.

Мелкозаглубленный фундамент имеет заглубление порядка 35-50% от глубины промерзания. Этот вариант характерен для монолитной плиты в любом грунте, а также ленточного или столбчатого фундамента при строительстве на малопучинистых грунтах.

Расчет глубины фундамента проводится с учетом нагрузок от сооружения и несущей способности грунта. Глубина промерзания также вносит свои коррективы, но путем практических рекомендаций.

Формула для расчета

Как рассчитать глубину заложения фундамента под дом? Расчет осуществляется согласно СП по формуле.

Формула расчета глубины промерзания

Н = Hi√Mt

Определение величины заглубления
  • Н – глубина промерзания,
  • Hi – нормативная глубина промерзания определенного типа грунта,
  • Mt – среднемесячная минусовая температура в зимний период.

Значение Hi составляет:

  • 23 см в глинах,
  • 28 см в песчанике пылевого типа,
  • 30 см в крупнозернистом песчанике,
  • 34 см в каменистых грунтах.

Пример

Рассмотрим строительство сооружения на глиняных почвах и в Московском регионе. Для Москвы характерны средние температуры: декабрь – минус 10, январь – минус 16, февраль – минус 18⁰C. Тогда рассчитываем глубину промерзания:   Н= 0,23√(10+16+18)= 1,1 м.

Корректировка производится с учетом коэффициента влияния теплового режима сооружения m. Его значение устанавливает СНиП и СП с учетом среднесуточных температур, поддерживаемых в помещении.

В указанных документах можно по таблице уточнить m для зданий с различным режимом проживания, разной конструкцией напольного перекрытия, с учетом наличия утеплений и подвала.

Для дома с утепленным цоколем в Московском регионе при среднесуточной температуре в помещении 10-12⁰C можно принять m=0,9.

Окончательно, расчетное промерзание составит: Н х m = 1,1 х 0,9 = 0,99 м.

Глубина заложения фундаментов в соответствии с требованиями таблицы 2 СНиП *

Далее необходимо учесть расположение подземных вод. Если они располагаются на глубине более 3 м, то глубина заложения фундамента должна быть не менее глубины промерзания.

С учетом рекомендаций принимает, заглубление равным Н+0,3 м, т.е. 1,3м. Эта глубина должна обеспечить надежность и долговечность ленточного или столбчатого фундамента.

Минимальные и максимальные значения

Для заглубленного фундамента минимальное заглубление равно глубине промерзания грунта, а максимальная глубина заложения фундамента не должна достигать грунтовых вод минимум на 0,5 м.

Минимальное заложение мелкозаглубленного фундамента устанавливает СНиП с учетом промерзания в такой зависимости:

Определение величины заглубления
  • непучинистые почвы с промерзанием до 2 м или слабопучинистые грунты с промерзанием до 1 м – глубина заложения фундамента составляет не менее 0,5 м;
  • при промерзании указанных грунтов в пределах 2-3 и 1-1-1,5 м, соответственно – 0,75 м:
  • при промерзании более 3 м и в пределах 1,5-2,5 м, соответственно, – 1 м;
  • при промерзании слабопучинистых грунтов на глубину более 2,5 м – 1,5 м.

Температура внутри дома позволяет корректировать заглубление мелкозаглубленного фундамента.

Так для неотапливаемого дома в Московском регионе минимальная глубина заложения фундамента составляет 0,5 м. Если в течение года поддерживается среднесуточная температура в помещении не ниже 10 градусов, то минимальное заглубление составляет 0,4 м, а при температуре 20 градусов – 0,28 м.

Приведенные минимальные значения рассчитаны на одноэтажные строения. При возведении 2-х этажного сооружения их следует удвоить. Более высокие здания на мелкозаглубленном фундаменте не возводятся.

При строительстве на высокопрочных грунтах (скальные выходы, крупнообломочные грунты) фундамент предназначен лишь для перераспределения нагрузок равномерно по всей площади.

Минимальная глубина заложения фундамента составляет 0,3 м. Аналогично выбирается заглубление для монолитного плитного фундамента.

Размеры песчаной подушки

Обустройство песчаной подушки под ленточный фундамент также необходимо для защиты его от давления пучинистых грунтов и равномерного распределения веса строения на почву. Методика расчёта размеров подушки осуществляется по таким правилам:

  • толщина подушки зависит от степени пученистости почвы от 20 до 60 см. Чем слабее грунты, тем больше должна быть толщина;
  • учитывается нагрузка на основании. Если обустраивается каркасное жилище или стены сооружаются из лёгкого пенобетона, то толщина песчаной подушки составляет от 30 до 40 см и она отлично выдерживает оказываемые нагрузки;
  • минимальная толщина подушки от 5 до 10 см обустраивается на грунтах, содержащих большой процент песка. На скалистой почве ею можно вообще пренебречь.
Размеры песчаной подушки

Итак, в данной статье приведен основной порядок расчёта, который поможет ответить на вопрос, как рассчитать размеры ленточного фундамента. Зная все параметры, легко можно определить объём необходимого бетона и количество арматуры. В том случае, когда возникают затруднения в расчётах, а специалистов привлекать не хочется, можно использовать алгоритм расчёта, которые предоставляют программы с онлайн калькулятором.

Читайте также:  Азы строительства: для чего нужна отмостка вокруг дома

Преимущества и недостатки

Теперь предельно ясно, что понимается под названием «подошва фундамента». Остается рассмотреть достоинства и недостатки конструкции.

Считается, что ленточную фундаментную основу на подошве возводят при любых погодных условиях, в том числе – в зимнее время. Такое основание считают универсальным, пригодным для строительства несущих стен из кирпичного или каменного материалов, бетона, древесины.

В качестве недостатка многие отмечают сложный технологический процесс обустройства фундаментной подошвы.

Следует отметить, что подошва заливается под блоки фбс, а при установке свайного фундамента опорные подошвы устраиваются в десяти – пятнадцать местах (по количеству опорных элементов).

Пример выполнения вычислений с помощью калькулятора

Процесс расчета нагрузки на фундамент полностью автоматизирован. Для выполнения задачи используются компьютерные технологии. Компьютерные программы для расчета зданий называются калькуляторами.

Алгоритм автоматизированного подсчета указан в СНиП от г. «Нагрузки и воздействия».

Исходные данные

В качестве примера для расчета фундамента используем следующие исходные данные:

Программа для расчета фундамента согласно свойствам грунта

Пример выполнения вычислений с помощью калькулятора
  • Здание 2-этажное кирпичное.
  • Размеры строения в плане — 6*6 метров.
  • Высота этажа – 3 м, высота помещения – 2,7 м.
  • Толщина наружных стен – 510 мм.
  • Толщина внутренней стены – 250 мм.
  • Фундамент ленточный из монолитного железобетона.
  • Ширина опоры – 600 мм, высота – 2000 мм.
  • Толщина перекрытия из монолитного железобетона – 220 мм.
  • Толщина цементно-песчаной стяжки по верху перекрытия – 30 мм.
  • Кровля 4-скатная с уклоном 45°. Материал кровельного покрытия – металлочерепица.
  • Суммарная длина всех межкомнатных перегородок из гипсокартона – 10 м. Толщина перегородок – 80 мм.
  • Нагрузка от кровли – 120 кг/м2 кровли.
  • Снеговой район строительства – ll.

Расчет

Последовательность и результаты расчета ленточного фундамента приведены в таблице.

Порядок вычислений Коэффициент надежности Полученное значение, т
Определяем вес фундамента Объем ленточной опоры

0,6*2*(6*4 +6) = 36 м3

Масса опорной части (железобетон – 2500 кг/м3)

36*2500=90 тонн

1,3 117,0
Определяем тяжесть наружных стен дома Суммарная длина наружных ограждений

6*4=24 м

Площадь наружных ограждений в пределах одного этажа

24*3=72 м2

Масса наружных ограждений (удельный вес полнотелого кирпича – 918 кг/м2)

(72*2) *918≈133 тонны

1,2 159,6
Определяем тяжесть внутренних стен Площадь внутренних ограждений

6*2*3= 36 м2

Масса внутренних ограждений (пустотелый кирпич – 450 кг/м2)

36*450 кг/м2=16,2 тонны

1,2 19,4
Определяем тяжесть перекрытий Площадь перекрытий

6*6=36 м2

Масса одного перекрытия (железобетон – 625 кг/м2)

36*625=22, 5 тонны

Масса всех перекрытий (подвального, межэтажного и чердачного)

22,5*3=67,5 тонны

1,2 81,0
Определяем вес перегородок Площадь перегородок

10*2,7=27 м2

Масса перегородок (гипсокартон – 28 кг/м2)

27*28 кг/м2=756 кг≈0,76 т.

1,2 0,9
Определяем вес крыши Площадь кровли

(6*6)/cos45ᵒ= (6*6)/0,7=51,5 м2

Тяжесть кровли (древесина – 60 кг/м2)

51,5 м2*60=3090 кг≈3,1 тонны

1,2 3,7
Определяем массу цементно-песчаной стяжки (раствора – 150 кг/м2) Площадь перекрытий

6*6=36 м2

Масса цементно-песчаной стяжки

36 м2*150*3=16200 кг=16,2 тонны

1,2 19,4
Определяем вес снежного покрова Площадь кровли

(6*6)/cos45ᵒ= (6*6)/0,7=51,5 м2

Масса снежного покрова (уплотненный снег – 120 кг/м2)

51,5*120=6180 кг=6,18 тонны

1,2 8,7
Всего 409,7
Итоги расчета нагрузки на фундамент 409,7/30=13,66 т/пог.м

Суммарную нагрузку на 1 м2 грунта сравнивают с допустимой величиной. Искомую цифру принимают равной удельному сопротивлению грунта на сжатие. Указанная величина указывается по нормативным документам.

Площадь несущей конструкции

Площадь фундамента рассчитывается на основе того факта, что почва не должна проседать под давлением каркасного дома.

Проседание случается, если нагрузка на грунт избыточна из-за большого веса здания. Чтобы ее уменьшить, требуется увеличение площади основы под фундамент. При выборе ленточного типа несущей конструкции нужно увеличить ширину ленты.

Для уменьшения нагрузки на грунтпри выборе столбчатого фундамента необходимо увеличить размеры и количество столбов. Расстояние между ними должно быть около 100-250 см.

Определяют его индивидуально, в зависимости от несущей способности грунта и веса здания. Обычно расстояние составляет 100-200 см на песчаной почве и супесях, 200-250 см – на глинистом, хрящевом, скальном грунтах. Далее рассмотрим пример расчета размеров фундамента.